 |
Перенапряжений частоты 50 Гц в симметричном режиме
|
|
|
|
Вынужденное напряжение переходного процесса перенапряжений - это напряжение частоты 50 Гц, которое устанавливается после затухания электромагнитных переходных процессов, вызванных какой-либо плановой или аварийной коммутацией, обычно через 0,03÷0,06 с после коммутации.
Значение этого напряжения зависит как от схемы электропередачи (длина и конструкция фазы линии; мощность питающей системы; наличие, число и расположение шунтирующих реакторов), так и от нелинейных характеристик контуров намагничивания силовых трансформаторов (АТР) питающей системы и промежуточных подстанций. Нелинейные характеристики ОПН и корона на проводах влияют слабо, и их учета не требуется. Случайный характер вынужденного напряжения определяется рядом факторов, связанных со схемой и режимом системы. Например: коммутации в различных точках питающей системы; включение и отключение шунтирующих реакторов и колебания ЭДС как в результате ведения графика электропередачи, так и действия автоматических устройств регулирования возбуждения; плановых и аварийных ремонтов; случайности месторасположения КЗ на линии и т.п.
В табл. 2.1 приведены усредненные значения пределов случайных изменений ЭДС для электропередач, питающихся от шин станций, на генераторах которых имеется автоматическое регулирование возбуждения.
Таблица 2.1. Усредненные значения пределов случайных изменений и среднего значения ЭДС
| Вид коммутации | Системы возбуждения с неуправляемыми полупроводниковыми выпрямителями и электронная система возбуждения | Быстродействующие системы возбуждения с кратностью форсирования 2÷4 | ||||
| Емин | Емакс | Еср | Емин | Емакс | Еср | |
| Разрыв передачи вследствие отключения КЗ | 1,0 | 1,2 | 1,1 | 1,05 | 1,25 | 1,15 |
| ТАПВ, БАПВ: успешное или неуспешное | 1,0 | 1,15 | 1,075 | 1,0 | 1,1 | 1,05 |
| Разрыв передачи вследствие качаний или асинхронного хода | 1,0 | 1,25 | 1,125 | 1,0 | 1,3 | 1,15 |
|
|
|
Симметричный режим имеет место в результате плановых коммутаций включения линии, сброса нагрузки и аварийных коммутаций: успешного ТАПВ, отключения внешнего КЗ и разрыва передачи при асинхронном ходе.
Расчетная схема для определения вынужденного напряжения в симметричном и несимметричном (при однофазном КЗ) режимах при всех коммутациях, кроме успешного ОАПВ, для электропередач 110÷330 кВ показана на рис. 2.1,а, а для электропередач 500, 750 кВ - на рис. 2.1,б.
Рис. 2.1. Расчетные схемы для определения вынужденного напряжения:
l – длина линии, км; Z – волновое сопротивление, Ом; β – коэффициент изменения фазы, рад/км; Uп, Uр – напряжения питающего и разомкнутого конца линии соответственно, кВ
Значения параметров электропередач для расчетов принимаются усредненными и выбираются из табл. 2.2 [1]. Х1 = Х ` d + Xтр или Х1 = Хп +Хтр, где Х ` d – переходное сопротивление генератора; Хтр – реактивность трансформатора; Хп – реактивность питающей системы.
Таблица 2.2. Усредненные значения параметров электропередач
| U, кВ | |||||||
| Z, Ом | |||||||
| Z(0), Ом | 845/875 | 785/820 | 645/675 | 560/590 | 485/560 | ||
| β/10-3, рад/км | 1,0605 | 1,0704 | 1,0704 | 1,0755 | 1,0804 | ||
| β(0)/10-3, рад/км | 1,5464/ 1,5965 | 1,5022/ 1,6336 | 1,4902/ 1,5341 | 1,5924/ 1,6759 | 1,309/ 1,7681 | ||
| Xp, Ом | Схема без X0 | - | - | - | |||
| Cхема с X0 | - | - | - | 1530 + 3X0 | 1880 + 3X0 | ||
| Rp, Ом | - | - | - | 6,0 | 6,0 | ||
Примечание. Z и β - значения для прямой и обратной последовательностей; Z(0) и β(0) - значения для нулевой последовательности; в числителе - значения для линий со сплошными тросами, в знаменателе - для линий с разрезанными тросами; X0 - реактивность реактора в нейтрали.
Для схемы на рис. 2.1,а вынужденное напряжение на разомкнутом конце линии в симметричном режиме
|
|
|
,
где l = b l – волновая длина линии по прямой последовательности;
j1 – волновая длина эквивалентной линии, замещающей Х1,
.
Вынужденное напряжение на питающем конце линии в симметричном режиме Uп = Upcosλ.
Для схемы на рис. 2.1,б
,
где 
; 
.
Uп = Upcosλ.
В течение года реактивность Х1 может меняться от минимального значения Х1мин до максимального – Х1макс так же, как и ЭДС от Емин до Емакс. Поэтому для известных значений Х1мин и Х1макс, Емин и Емакс определяются минимальные и максимальные значения Uп и Uр. Если Uпмакс £ 1,15, то учета насыщения магнитопроводов не требуется. В противном случае влияние насыщения магнитопроводов на значения напряжений Uп и Uр следует учесть, для чего вычисляются значения безразмерных параметров h1 и h2 по следующим формулам:
– для схемы на рис. 2.1,а
, где 
;
, где 
;
– для схемы на рис. 2.1,б
,
где 
;
,
где 
; 
.
Значение Zбаз рассчитывается по формулам:
– для силовых трансформаторов, кОм,
;
– для автотрансформаторов, кОм,
,
где Uн – номинальное напряжение трансформатора, кВ; Iхх – паспортное значение тока холостого хода трансформатора, А.
По кривым (рис. 2.2 или рис. 2.3) в соответствии с рассчитанными значениями 
и 
, а также минимальным и максимальным значениями напряжения на питающем конце линии, рассчитанными без учета насыщения, определяются минимальное и максимальное напряжения на питающем конце линии с учетом насыщения - Uпнмин и Uпнмакс. Соответственно на разомкнутом конце линии
; 
.
Математическое ожидание вынужденного напряжения на разомкнутом конце линии и дисперсия равны
;
Вероятность того, что в симметричном режиме напряжение на разомкнутом конце линии не превзойдет своего максимального значения (Uрмакс) в годовом интервале случайных изменений Uр, равна
.
По данной методике рассчитываются вынужденные значения напряжений при соответствующих значениях Е (табл. 2.1) в следующих режимах: плановое включение линии; успешное ТАПВ; разрыв передачи вследствие асинхронного хода.
|
|
|
